CN210595279U - 一种高取向石墨烯膜的制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高取向石墨烯膜的制备装置，包括直角梯形槽体，所述直角梯形槽体的一侧内壁通过螺栓固定有出料传输带，所述出料传输带上通过螺栓固定有电热组件，所述直角梯形槽体的底部通过螺栓对称安装有震动组件，所述直角梯形槽体的另一侧内壁嵌入安装有进料组件，所述进料组件的正下方通过螺栓固定有补液组件，所述震动组件包括超声波发生器和超声波振子，所述超声波发生器通过螺栓固定在直角梯形槽体的底部对应两侧，所述直角梯形槽体的底部内壁正对应超声波发生器的位置处通过螺栓固定有超声波振子，所述超声波振子与超声波发生器电性连接。本实用新型结构新颖，构思巧妙，便于石墨烯薄膜的快速成型，而且成型质量好。

Description

一种高取向石墨烯膜的制备装置

技术领域

本实用新型涉及石墨烯膜制备技术领域，具体为一种高取向石墨烯膜的制备装置。

背景技术

近年来，石墨烯因其特殊结构和性能，逐渐成为国际科学研究的热点。石墨烯是一种由单层碳原子以sp²杂化轨道组成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，其理论单层石墨烯厚度为0.34nm；理论比表面积约为2600m²/g；石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，所以石墨烯还具有很强的机械性能，其理论杨氏模量为1100GPa，断裂强度为125GPa。石墨烯这种特殊的结构及独特的性质使其在材料科学、储能、微电子、膜分离等领域具有广阔的应用前景。

目前，氧化石墨烯、石墨烯膜的制备方法主要是化学气相沉积法(CVD)和抽滤等方式。但是现有的石墨烯膜的制备装置成型速度慢，且不能保证成型产品的质量。因此，设计一种高取向石墨烯膜的制备装置是很有必要的。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种高取向石墨烯膜的制备装置，该装置结构新颖，构思巧妙，便于石墨烯薄膜的快速成型，而且成型质量好。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高取向石墨烯膜的制备装置，包括直角梯形槽体，所述直角梯形槽体的一侧内壁通过螺栓固定有出料传输带，所述出料传输带上通过螺栓固定有电热组件，所述直角梯形槽体的底部通过螺栓对称安装有震动组件，所述直角梯形槽体的另一侧内壁嵌入安装有进料组件，所述进料组件的正下方通过螺栓固定有补液组件；

所述震动组件包括超声波发生器和超声波振子，所述超声波发生器通过螺栓固定在直角梯形槽体的底部对应两侧，所述直角梯形槽体的底部内壁正对应超声波发生器的位置处通过螺栓固定有超声波振子，所述超声波振子与超声波发生器电性连接。

优选的，所述进料组件包括储料桶、出料泵、出料头、第一电磁阀、流量传感器和PLC控制器，所述储料桶通过螺栓固定在直角梯形槽体的一侧外壁，所述储料桶的一侧安装有与直角梯形槽体内部连通的出料头，所述出料头上安装有第一电磁阀和流量传感器，所述储料桶的底部内壁通过螺栓固定有出料泵，所述出料泵的出液口通过连接管与出料头连接，所述储料桶的顶部一侧通过螺栓固定有PLC控制器，所述流量传感器电性连接PLC控制器的输入端，所述PLC控制器的输出端电性连接第一电磁阀。

优选的，所述储料桶的顶部一侧开设有进料口，所述进料口上旋接固定有封盖。

优选的，所述补液组件包括液位传感器、第二电磁阀和进液管，所述液位传感器通过螺栓固定在直角梯形槽体的内壁中心处，所述进液管安装在直角梯形槽体的底部一侧，所述进液管上安装有第二电磁阀，所述液位传感器电性连接PLC控制器的输入端，所述PLC控制器的输出端电性连接第二电磁阀。

优选的，所述补液组件包括液位传感器、第二电磁阀和进液管，所述液位传感器通过螺栓固定在直角梯形槽体的内壁中心处，所述进液管安装在直角梯形槽体的底部一侧，所述进液管上安装有第二电磁阀，所述液位传感器电性连接PLC控制器的输入端，所述PLC控制器的输出端电性连接第二电磁阀。

优选的，所述直角梯形槽体的底部四个拐角位置处通过螺栓固定有支撑脚。

本实用新型的有益效果为：

1、通过补液组件在直角梯形槽体的底部加入一定量的溶液，接着通过进料组件加入一定量的石墨烯溶液，使石墨烯溶液在溶液的表面形成石墨烯薄膜，通过设置的超声波发生器工作，通过超声波振子发出超声波，不仅能有效的将石墨烯溶液快速平铺在溶液的表面，而且能有效的避免在石墨烯薄膜的表面形成气泡，大大提升石墨烯薄膜的质量；

2、通过设置的出料泵将储料桶内部的石墨烯溶液通过出料头排入到直角梯形槽体的内部，通过设置的流量传感器，便于实时监控通过出料头的石墨烯溶液，当出料量达到PLC控制器的预设值时，PLC控制器控制第一电磁阀关闭，便于实现精确的控制石墨烯溶液的添加量，以保证成型后石墨烯薄膜的厚度；

3、通过设置的液位传感器，便于实时监控直角梯形槽体内部的溶液液位，当直角梯形槽体内部的液位低于PLC控制器的预设值时，PLC控制器控制第二电磁阀打开，对溶液进行补充，从而能精确的保证溶液的液位一致，使其能始终保持一致的成型面积，有效的保证石墨烯薄膜成型的厚度；

4、通过设置的出料传输带将成型的薄膜带出，电热丝工作，便于将通过壳体的石墨烯薄膜进行烘干，且通过设置的温控器，便于精确的控制电热丝的温度，使其能适应烘干不同厚度的石墨烯薄膜，有效的提升了使用的方便性。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型整体平面结构示意图；

图2是本实用新型震动组件平面结构示意图；

图3是本实用新型进料组件平面结构示意图；

图4为本实用新型补液组件平面结构示意图；

图5为本实用新型电热组件平面结构示意图；

图中标号：1、直角梯形槽体；2、支撑脚；3、震动组件；4、出料传输带；5、电热组件；6、进料组件；7、补液组件；8、超声波发生器；9、超声波振子；10、储料桶；11、出料泵；12、出料头；13、第一电磁阀；14、流量传感器；15、PLC控制器；16、进料口；17、液位传感器；18、第二电磁阀；19、进液管；20、壳体；21、电热丝；22、出气孔；23、温控器。

具体实施方式

下面结合附图1-5对本实用新型的具体实施方式做进一步详细说明。

由图1-5给出，本实用新型提供如下技术方案：一种高取向石墨烯膜的制备装置，包括直角梯形槽体1，直角梯形槽体1的一侧内壁通过螺栓固定有出料传输带4，出料传输带4上通过螺栓固定有电热组件5，直角梯形槽体1的底部通过螺栓对称安装有震动组件3，直角梯形槽体1的另一侧内壁嵌入安装有进料组件6，进料组件6的正下方通过螺栓固定有补液组件7；

震动组件3包括超声波发生器8和超声波振子9，超声波发生器8通过螺栓固定在直角梯形槽体1的底部对应两侧，直角梯形槽体1的底部内壁正对应超声波发生器8的位置处通过螺栓固定有超声波振子9，超声波振子9与超声波发生器8电性连接,通过补液组件7在直角梯形槽体1的底部加入一定量的溶液，接着通过进料组件6加入一定量的石墨烯溶液，使石墨烯溶液在溶液的表面形成石墨烯薄膜，通过设置的超声波发生器8工作，通过超声波振子9发出超声波，不仅能有效的将石墨烯溶液快速平铺在溶液的表面，而且能有效的避免在石墨烯薄膜的表面形成气泡，大大提升石墨烯薄膜的质量。

进料组件6包括储料桶10、出料泵11、出料头12、第一电磁阀13、流量传感器14和PLC控制器15，储料桶10通过螺栓固定在直角梯形槽体1的一侧外壁，储料桶10的一侧安装有与直角梯形槽体1内部连通的出料头12，出料头12上安装有第一电磁阀13和流量传感器14，储料桶10的底部内壁通过螺栓固定有出料泵11，出料泵11的出液口通过连接管与出料头12连接，储料桶10的顶部一侧通过螺栓固定有PLC控制器15，流量传感器14电性连接PLC控制器15的输入端，PLC控制器15的输出端电性连接第一电磁阀13，通过设置的出料泵11将储料桶10内部的石墨烯溶液通过出料头12排入到直角梯形槽体1的内部，通过设置的流量传感器14，便于实时监控通过出料头12的石墨烯溶液，当出料量达到PLC控制器15的预设值时，PLC控制器15控制第一电磁阀13关闭，便于实现精确的控制石墨烯溶液的添加量，以保证成型后石墨烯薄膜的厚度。

储料桶10的顶部一侧开设有进料口16，进料口16上旋接固定有封盖。

补液组件7包括液位传感器17、第二电磁阀18和进液管19，液位传感器17通过螺栓固定在直角梯形槽体1的内壁中心处，进液管19安装在直角梯形槽体1的底部一侧，进液管19上安装有第二电磁阀18，液位传感器17电性连接PLC控制器15的输入端，PLC控制器15的输出端电性连接第二电磁阀18，通过设置的液位传感器17，便于实时监控直角梯形槽体1内部的溶液液位，当直角梯形槽体1内部的液位低于PLC控制器15的预设值时，PLC控制器15控制第二电磁阀18打开，对溶液进行补充，从而能精确的保证溶液的液位一致，使其能始终保持一致的成型面积，有效的保证石墨烯薄膜成型的厚度。

电热组件5包括壳体20、电热丝21、出气孔22和温控器23，壳体20通过螺栓固定在出料传输带4的顶部一侧，壳体20的内部通过螺栓有安装在出料传输带4正上方的电热丝21，壳体20的顶部中心处开设有出气孔22，壳体20的一侧通过螺栓固定有温控器23，温控器23电性连接电热丝21，通过设置的出料传输带4将成型的薄膜带出，电热丝21工作，便于将通过壳体20的石墨烯薄膜进行烘干，且通过设置的温控器23，便于精确的控制电热丝21的温度，使其能适应烘干不同厚度的石墨烯薄膜，有效的提升了使用的方便性。

直角梯形槽体1的底部四个拐角位置处通过螺栓固定有支撑脚2。

本实用新型使用时，通过补液组件7在直角梯形槽体1的底部加入一定量的溶液，接着通过进料组件6加入一定量的石墨烯溶液，使石墨烯溶液在溶液的表面形成石墨烯薄膜，通过设置的超声波发生器8工作，通过超声波振子9发出超声波，不仅能有效的将石墨烯溶液快速平铺在溶液的表面，而且能有效的避免在石墨烯薄膜的表面形成气泡，大大提升石墨烯薄膜的质量；

通过设置的出料泵11将储料桶10内部的石墨烯溶液通过出料头12排入到直角梯形槽体1的内部，通过设置的流量传感器14，便于实时监控通过出料头12的石墨烯溶液，当出料量达到PLC控制器15的预设值时，PLC控制器15控制第一电磁阀13关闭，便于实现精确的控制石墨烯溶液的添加量，以保证成型后石墨烯薄膜的厚度；

通过设置的液位传感器17，便于实时监控直角梯形槽体1内部的溶液液位，当直角梯形槽体1内部的液位低于PLC控制器15的预设值时，PLC控制器15控制第二电磁阀18打开，对溶液进行补充，从而能精确的保证溶液的液位一致，使其能始终保持一致的成型面积，有效的保证石墨烯薄膜成型的厚度；

通过设置的出料传输带4将成型的薄膜带出，电热丝21工作，便于将通过壳体20的石墨烯薄膜进行烘干，且通过设置的温控器23，便于精确的控制电热丝21的温度，使其能适应烘干不同厚度的石墨烯薄膜，有效的提升了使用的方便性。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高取向石墨烯膜的制备装置，包括直角梯形槽体(1)，其特征在于，所述直角梯形槽体(1)的一侧内壁通过螺栓固定有出料传输带(4)，所述出料传输带(4)上通过螺栓固定有电热组件(5)，所述直角梯形槽体(1)的底部通过螺栓对称安装有震动组件(3)，所述直角梯形槽体(1)的另一侧内壁嵌入安装有进料组件(6)，所述进料组件(6)的正下方通过螺栓固定有补液组件(7)；

所述震动组件(3)包括超声波发生器(8)和超声波振子(9)，所述超声波发生器(8)通过螺栓固定在直角梯形槽体(1)的底部对应两侧，所述直角梯形槽体(1)的底部内壁正对应超声波发生器(8)的位置处通过螺栓固定有超声波振子(9)，所述超声波振子(9)与超声波发生器(8)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种高取向石墨烯膜的制备装置，其特征在于，所述进料组件(6)包括储料桶(10)、出料泵(11)、出料头(12)、第一电磁阀(13)、流量传感器(14)和PLC控制器(15)，所述储料桶(10)通过螺栓固定在直角梯形槽体(1)的一侧外壁，所述储料桶(10)的一侧安装有与直角梯形槽体(1)内部连通的出料头(12)，所述出料头(12)上安装有第一电磁阀(13)和流量传感器(14)，所述储料桶(10)的底部内壁通过螺栓固定有出料泵(11)，所述出料泵(11)的出液口通过连接管与出料头(12)连接，所述储料桶(10)的顶部一侧通过螺栓固定有PLC控制器(15)，所述流量传感器(14)电性连接PLC控制器(15)的输入端，所述PLC控制器(15)的输出端电性连接第一电磁阀(13)。

3.根据权利要求2所述的一种高取向石墨烯膜的制备装置，其特征在于，所述储料桶(10)的顶部一侧开设有进料口(16)，所述进料口(16)上旋接固定有封盖。

4.根据权利要求1所述的一种高取向石墨烯膜的制备装置，其特征在于，所述补液组件(7)包括液位传感器(17)、第二电磁阀(18)和进液管(19)，所述液位传感器(17)通过螺栓固定在直角梯形槽体(1)的内壁中心处，所述进液管(19)安装在直角梯形槽体(1)的底部一侧，所述进液管(19)上安装有第二电磁阀(18)，所述液位传感器(17)电性连接PLC控制器(15)的输入端，所述PLC控制器(15)的输出端电性连接第二电磁阀(18)。

5.根据权利要求1所述的一种高取向石墨烯膜的制备装置，其特征在于，所述电热组件(5)包括壳体(20)、电热丝(21)、出气孔(22)和温控器(23)，所述壳体(20)通过螺栓固定在出料传输带(4)的顶部一侧，所述壳体(20)的内部通过螺栓有安装在出料传输带(4)正上方的电热丝(21)，所述壳体(20)的顶部中心处开设有出气孔(22)，所述壳体(20)的一侧通过螺栓固定有温控器(23)，所述温控器(23)电性连接电热丝(21)。

6.根据权利要求1所述的一种高取向石墨烯膜的制备装置，其特征在于，所述直角梯形槽体(1)的底部四个拐角位置处通过螺栓固定有支撑脚(2)。

Images